一种气流加速降氧装置的制作方法

本技术涉及单晶硅生产设备，具体涉及一种用于单晶炉的气流加速降氧装置。

背景技术：

1、光伏发电作为人类可持续发展的主要绿色能源，日益受到广泛关注并得到大力发展。晶硅电池在太阳能电池市场中占据主导地位，其中单晶硅电池技术最成熟、性能最稳定，与多晶硅电池相比，单晶硅电池有着更低的缺陷密度和更高的转换效率，因此受到了行业内广泛关注。

2、目前业内一般是使用波兰科学家czochralski在1916年发明的直拉(cz)法制备单晶硅，采用cz法制备出的单晶硅具有高纯度、高均匀性、高成晶率、大尺寸的优点。但在直拉法生产单晶硅工艺过程中单晶中过高的氧含量是导致同心圆、黑心片等多种缺陷形成的重要原因，对少子寿命以及电阻率也会产生影响，不利于后续电池产品的制备。因此，如何降低单晶硅棒中的氧含量成为了目前单晶硅工艺研发中的重要研究方向。目前，现有降氧方式主要包括以下几个方面：1、从坩埚涂料方面入手，选择高温条件下性质稳定、不与石英和熔硅发生反应且氧的扩散系数较低的材料作为坩埚涂料，如在石英坩埚内喷涂碱土金属(如ba)的离子溶液，可以改进坩埚质量、降低坩埚的溶解；但坩埚涂料选择不当或者配比不合适都会影响拉晶效果，也会降低坩埚使用寿命。另外使用属于危化品的涂料会存在安全风险。2、通过减小加热器内径对加热器进行优化，从而提高加热器对石墨坩埚的加热效率，减少能源消耗，并且能降低坩埚侧壁与底部的温度，从而有效降低石墨坩埚进入熔体的氧含量。但减小加热器内径会严重影响热场梯度和拉晶效率，同时也可能会因为长时间高温烘烤导致坩埚鼓包等现象出现而降低产品产量。3、通过优化埚位、埚转、氩气流量等参数，改善炉体内纵向/径向温度梯度，还可以提高内部杂质分布的均匀性，从而降低产品氧含量。但参数优化需要通过经验法不断的试错验证，在此过程中会对于拉晶工艺带来困难，造成引放困难、等径头部断线等一系列问题，从而延误工时，最终导致产品产量低、因长时间高温烘烤导致氧品质低。4、通过导入打孔导气筒、加高k环、高效石墨软毡等热场件，以加快气体流速、改变炉体内纵向温度梯度、提高炉体内保温性、降低功耗等，减少炉体内挥发物的沉积。但是，目前热场件的改造一般需要很长的周期，同时其加工、改造的成本相对更高。

3、因此，十分有必要研发一种用于单晶炉的气流加速降氧装置，以解决如何降低单晶硅棒中的氧含量的技术问题。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种气流加速降氧装置，该装置结构简单、加工简捷，能够加快管道内气流流速、减少炉体及管道内挥发物的沉积，从而降低单晶硅棒产品的氧含量、提高产品品质。

2、为解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

3、一种气流加速降氧装置，其包括管道、多个第一导流叶片和多个第二导流叶片；所述管道内沿其轴向开设有内腔，所述第一导流叶片连接于内腔的第一内壁，所述第一导流叶片由上至下朝向所述内腔的轴线方向倾斜，且多个所述第一导流叶片沿上下方向分布；所述第二导流叶片连接于内腔的第二内壁，所述第二导流叶片由上至下朝向所述内腔的轴线方向倾斜，且多个所述第二导流叶片沿上下方向分布；所述第一导流叶片和所述第二导流叶片间隔交错分布，所述第一内壁与第二内壁相对设置。

4、作为本实用新型优选的实施方式，每两个相邻的所述第一导流叶片与第二导流叶片在管道的中轴线上具有部分重叠，以使相邻的第一导流叶片与第二导流叶片之间形成气流通道。

5、作为本实用新型优选的实施方式，每两个相邻的所述第一导流叶片之间的距离为每两个相邻的所述第一导流叶片与第二导流叶片之间距离的两倍。

6、作为本实用新型优选的实施方式，所述第一导流叶片与第一内壁的上端之间的最小距离为所述第二导流叶片与第二内壁的下端之间的最小距离的二分之一。

7、作为本实用新型优选的实施方式，所述第一导流叶片的轮廓包括椭圆弧线段和与该椭圆弧线段端点相连的直线段，所述第一导流叶片轮廓的椭圆弧线段为与所述第一内壁连接的连接段。

8、作为本实用新型优选的实施方式，所述第一导流叶片具有直线段轮廓的一端设置为倾斜面。

9、作为本实用新型优选的实施方式，所述第二导流叶片的结构与第一导流叶片相同。

10、作为本实用新型优选的实施方式，所述第一导流叶片与第一内壁之间的倾斜夹角和所述第二导流叶片与第二内壁之间的倾斜夹角均为30～60°。

11、作为本实用新型优选的实施方式，所述管道的两端分别设置有法兰，所述法兰上设置有多个沿其周向均匀分布的螺纹孔。

12、作为本实用新型优选的实施方式，所述管道、第一导流叶片和第二导流叶片均由不锈钢制成。

13、相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

14、本实用新型所述的气流加速降氧装置基于伯努利原理，通过在管道内间隔设有多个沿气流方向倾斜设置的第一导流叶片和第二导流叶片，使第一导流叶片与第二导流叶片之间形成气流通道，能够加快气体的流速，从而能够带走单晶炉内更多的挥发物、减少炉体内部的氧化物沉积量，最终达到降低单晶硅产品氧含量、提高产品品质的目的。本实用新型结构简单、加工安装等过程更为简捷，有利于提高安装效率，相对于现有其他热场件加工或技改，成本更低廉(降低20％-30％)，使用寿命长。

技术特征：

1.一种气流加速降氧装置，其特征在于：包括管道、多个第一导流叶片和多个第二导流叶片；所述管道内沿其轴向开设有内腔，所述第一导流叶片连接于内腔的第一内壁，所述第一导流叶片由上至下朝向所述内腔的轴线方向倾斜，且多个所述第一导流叶片沿上下方向分布；所述第二导流叶片连接于内腔的第二内壁，所述第二导流叶片由上至下朝向所述内腔的轴线方向倾斜，且多个所述第二导流叶片沿上下方向分布；所述第一导流叶片和所述第二导流叶片间隔交错分布，所述第一内壁与第二内壁相对设置。

2.根据权利要求1所述的气流加速降氧装置，其特征在于：每两个相邻的所述第一导流叶片与第二导流叶片在管道的中轴线上具有部分重叠，以使相邻的第一导流叶片与第二导流叶片之间形成气流通道。

3.根据权利要求1或2所述的气流加速降氧装置，其特征在于：每两个相邻的所述第一导流叶片之间的距离为每两个相邻的所述第一导流叶片与第二导流叶片之间距离的两倍。

4.根据权利要求1或2所述的气流加速降氧装置，其特征在于：所述第一导流叶片与第一内壁的上端之间的最小距离为所述第二导流叶片与第二内壁的下端之间的最小距离的二分之一。

5.根据权利要求1或2所述的气流加速降氧装置，其特征在于：所述第一导流叶片的轮廓包括椭圆弧线段和与该椭圆弧线段端点相连的直线段，所述第一导流叶片轮廓的椭圆弧线段为与所述第一内壁连接的连接段。

6.根据权利要求5所述的气流加速降氧装置，其特征在于：所述第一导流叶片具有直线段轮廓的一端设置为倾斜面。

7.根据权利要求6所述的气流加速降氧装置，其特征在于：所述第二导流叶片的结构与第一导流叶片相同。

8.根据权利要求1或2所述的气流加速降氧装置，其特征在于：所述第一导流叶片与第一内壁之间的倾斜夹角和所述第二导流叶片与第二内壁之间的倾斜夹角均为30～60°。

9.根据权利要求1或2所述的气流加速降氧装置，其特征在于：所述管道的两端分别设置有法兰，所述法兰上设置有多个沿其周向均匀分布的螺纹孔。

10.根据权利要求1或2所述的气流加速降氧装置，其特征在于：所述管道、第一导流叶片和第二导流叶片均由不锈钢制成。

技术总结本技术公开了一种气流加速降氧装置，属于单晶硅生产设备技术领域，其包括管道、多个第一导流叶片和多个第二导流叶片；所述管道内沿其轴向开设有内腔，所述第一导流叶片连接于内腔的第一内壁，所述第一导流叶片由上至下朝向所述内腔的轴线方向倾斜，且多个所述第一导流叶片沿上下方向分布；所述第二导流叶片连接于内腔的第二内壁，所述第二导流叶片由上至下朝向所述内腔的轴线方向倾斜，且多个所述第二导流叶片沿上下方向分布；所述第一导流叶片和所述第二导流叶片间隔交错分布，所述第一内壁与第二内壁相对设置。本技术能够加快管道内气流流速、减少炉体及管道内挥发物的沉积，从而降低单晶硅棒产品的氧含量、提高产品品质。技术研发人员：马元,王鹏,汪奇受保护的技术使用者：青海高景太阳能科技有限公司技术研发日：20231219技术公布日：2024/7/23